普赤
高中物理電學(xué)實驗比較多,是高考的重點,也是難點。物理學(xué)是一門實驗科學(xué),而電學(xué)實驗又是高中物理實驗中的主要組成部分。電學(xué)實驗?zāi)芰σ彩菍W(xué)生將來臼常生活以及從事科學(xué)研究的重要基礎(chǔ)。所以在平時的實驗中不但要培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能,激發(fā)學(xué)生對物理的興趣。而且對觀察分析能力、歸納總結(jié)能力、空間想象能力及語言表述能力的培養(yǎng)也是顯而易見的。就目前的教學(xué)體系來看僅僅能獨立完成大綱規(guī)定的實驗,知道怎樣做還不夠,還應(yīng)該搞清楚為什么要這樣做,要真正領(lǐng)會其中的實驗方法。并會將這些方法遷移到生活中去,在生活中加以應(yīng)用。本人在教學(xué)實踐中體會到。教學(xué)過程中若能有層次地引導(dǎo)學(xué)生理解實驗設(shè)計思想、懂得實驗設(shè)計原則、掌握電路結(jié)構(gòu)特點、明確器材選擇策略、學(xué)會線路連接方法,必將有助于學(xué)生解決電學(xué)實驗問題。下面結(jié)合本人在教學(xué)中的一點淺見,談?wù)勅绾巫プ≈攸c、突破難點?
一、電學(xué)實驗中儀器的選擇
儀器選擇的依據(jù)是:保證安全,減小誤差,便于操作.對于電表的選擇除注意安全之外,還需要注意到讀取的數(shù)據(jù)應(yīng)在滿度的1/3以上,最好在滿度的2/3附近.
了解了儀器與電路的選擇依據(jù),那么怎樣在給定的儀器中選擇合適的儀器呢? 其關(guān)鍵是尋找突破口,注意選擇層次.突破口一般從以下幾個方面人手.
1、從給出個數(shù)最少的儀器入手
例:已知一電阻的阻值約為5 Q, 若用伏安法比較準(zhǔn)確地測量這一電阻的阻值,需要選擇下列器材中的哪一組?
A . 兩節(jié)新干電池
B . 電壓表0~3 V,內(nèi)電阻1 0 k O
C . 電壓表0~1 5 V,內(nèi)電阻5 0 k O
D . 電流表0~0 .6 A,內(nèi)電阻0.0 5 Q
E . 電流表0~3 A內(nèi)電阻0.1Q
F . 滑動變阻器0~5 0 Q
G, 滑動變阻器0~1 0 0 Q
H. 滑動變阻器0~5 Q
分析,因為備選儀器中只有一種電源,因此這是必須選用的,即應(yīng)選A;與電源電動勢聯(lián)系最密切的是電壓表的量程,考慮電壓測量的準(zhǔn)確性,讀數(shù)應(yīng)在滿度2/3附近,應(yīng)選B;電流表的選擇通過待測電阻同電壓表聯(lián)系在一起,根據(jù)歐姆定律I m≈U m/R m =3/5=0.6 A,電流表應(yīng)選D;選取限流式電路,若選H 則電流的范圍為0 .3 A~0 .6 A,若選取F則為0.1 A~0.6 A,范圍大了,若選取G則范圍更大一些,但對電流表來說并無意義,且不利于操作。故應(yīng)選F.
二、找重點,反復(fù)理解應(yīng)用
我們以滑動變阻器為例,滑動變阻器作為控制電路有哪些連接方式?各有哪些特點?怎樣選擇?
1、滑動變阻器作為控制電路有兩種接法:限流式(圖1) 和分壓式(圖2 )。限流式的特點是:電路連接簡便,附加功率損耗較小。但電壓變化范圍小。分壓式的特點是:電路連接較復(fù)雜, 附加功率損耗較大,但電壓變化范圍大。
2、伏安法測電阻電路有兩種接法:電流表外接法(圖3) 和電流表內(nèi)接法(圖4 )。
(一)當(dāng)電壓表內(nèi)阻RV 遠(yuǎn)大于待測電阻,即RV》Rx 時,選擇電流表外接法誤差 較小。但由于電壓表的分流作用,使電流表的測量值比通過待測電阻的電流大。故電阻的測量值 R*=U/I偏小。解析:待測電阻真實值 R x= U/[ I一( U/R v ) ] , 即 I/R外=1/R x+1/TV所以用電流表外接法。所得到的電阻的測量值外實際為待測電阻真實值R 與電壓表內(nèi)阻 的并聯(lián)值,故 R外 (二)當(dāng)電流表內(nèi)阻RA心遠(yuǎn)小于待測電阻RX,即RA《RX時, 選擇電流表內(nèi)接法誤差較小。但由于電流表的分壓作用。使電壓表的測量值比待測電阻兩端的電壓大,故電阻的測量值R內(nèi)=U/I偏大。 解析:待測電阻真實值Rx=(U-IRA)/,即 R內(nèi) =R + 。所以用電流表內(nèi)接法.所得到的電阻的測量值R內(nèi)實際為待測電阻RX真實值 R X與電流表內(nèi)RA 的串聯(lián)值,故 R內(nèi)>Rx,只有滿足RA? R X時,才可認(rèn)為R內(nèi)=RX。 (三)同一電阻采用電流表外接法的測量值R電流表內(nèi)接法的測量值R外、真實值 R內(nèi) 三者的關(guān)系是:R外 理解和掌握這兩個基本知識點。也就抓住了電學(xué)實驗的基礎(chǔ)和重點。 三、明確實驗?zāi)康?,多進(jìn)行實際操作。 1、教師在實驗前要強(qiáng)調(diào)學(xué)生端正實驗的態(tài)度,實驗?zāi)康牟幻鞔_,既影響電路的設(shè)計,也影響器材的選擇。明確實驗的目的,使學(xué)生知道為什么要做這個實驗,實驗應(yīng)該得到什么樣的結(jié)果,培養(yǎng)自己什么樣的能力。只有這樣學(xué)生才能在實驗過程中做到心中有數(shù),重點明確,才能認(rèn)真操作,仔細(xì)觀察現(xiàn)象和分析研究。才能得出明確結(jié)論。對有關(guān)知識的學(xué)習(xí)起指導(dǎo)作用。 2、學(xué)習(xí)每一個實驗,先明確實驗?zāi)康?,然后根?jù)實驗 目的結(jié)合自己所學(xué)的知識,嘗試思考實驗原理。圍繞敲定的實驗原理,確定實驗器材。根據(jù)實驗器材,確定實驗步驟。依據(jù)實驗原理進(jìn)行誤差分析。因為同一實驗?zāi)康模赡艽嬖诓煌膶嶒炘?。所以我們通過嘗試思考實驗原理的方法。就可以拓寬思路,提升能力。 3、課本中的演示實驗或課后的小實驗,可以讓那些感興趣的學(xué)生利用課外活動時間到實驗室去,研究驗證甚至設(shè)計一些實驗,以便加深他們對物理的理解。多進(jìn)實驗室進(jìn)行實際操作。熟悉各種實驗器材的使用,理論與實踐相結(jié)合,才能更好地提高實驗?zāi)芰?。實驗題中的實物連線,實驗步驟排序、糾錯、補(bǔ)漏、實驗誤差的排除、錯誤的糾正等,這些都是實際操作 的總之嗎,如果學(xué)生沒有動手做過這些實驗就不可能答好這些問題。 總之,學(xué)生物理實驗?zāi)芰Φ母叩屯c學(xué)習(xí)物理知識、思想、方法的儲備密切相關(guān),要從根本上提高物理實驗?zāi)芰Α1仨毴嫣岣呶锢硭?。因此,對實驗中出現(xiàn)的重點和關(guān)鍵的內(nèi)容, 必須使學(xué)生能夠正確理解,靈活運用;對教學(xué)難點,非把它攻破不可,它往往是教學(xué)的重要概念和定律,必須采取有效措施,化難為易。所以,必須分清主次、突出重點、抓住關(guān)鍵、 突破難點。對于提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)的實際水平、提高教師的業(yè)務(wù)教學(xué)能力有著重要的意義。